Ультракүлгін сәулелерді зарарсыздандыру - вирустар, бактериялар және қарапайымдылар сияқты микроорганизмдерді өлтіру немесе инактивациялау үшін ультракүлгін (УК) сәулені қолдану арқылы суды тазарту әдісі. Бұл процесс әдетте су тазарту қондырғыларында, бассейндерде және судың сапасы алаңдаушылық тудыратын басқа жағдайларда қолданылады.

Суды тазартудағы ультракүлгін стерилизацияның тиімділігі тұрақты пікірталастар мен зерттеулердің тақырыбы болып табылады. Көптеген зерттеулер ультракүлгін сәулелермен зарарсыздандыру судағы зиянды микроорганизмдердің деңгейін төмендетуде жоғары тиімді болатынын көрсеткенімен, бұл тазарту әдісіне кейбір шектеулер де бар.

Бұл мақалада ультракүлгін сәулелермен зарарсыздандыру туралы ғылым зерттеледі және оның суды тазартудағы тиімділігіне қарсы және қарсы дәлелдер қарастырылады. Оқыңыз!

УК стерилизациясы қалай жұмыс істейді

Ультракүлгін суды залалсыздандыру ультракүлгін (УК) сәулені бактериялар, вирустар және қарапайымдылар сияқты микроорганизмдерді өлтіру немесе инактивациялау үшін пайдаланады. Бұл суды ультракүлгін сәуленің белгілі бір толқын ұзындығына, әдетте 260-280 нанометрге (нм) әсер ету арқылы жасалады. Бұл толқын ұзындығында ультракүлгін сәуле микроорганизмдердің генетикалық материалын (ДНҚ немесе РНҚ) бұзады, бұл олардың көбеюін және өмір сүруін мүмкін емес етеді.

Зарарсыздандыру жүйелерінде қолданылатын ультракүлгін сәуле көзі 260-280 нм толқын ұзындығы диапазонында УК-С сәулесін шығаратын төмен қысымды немесе орташа қысымды сынапты бу шамдары болуы мүмкін. Су ультракүлгін шамы бар камера арқылы өтеді және микроорганизмдер ағып жатқанда УК сәулесінің әсеріне ұшырайды. Судың ультракүлгін сәулесінің әсер ету ұзақтығы, сондай-ақ жарықтың қарқындылығы зарарсыздандыру процесінің тиімділігін анықтайтын маңызды факторлар болып табылады.

УК стерилизациясы судан физикалық немесе химиялық қоспаларды кетірмейтінін ескеру маңызды. Ол тек микроорганизмдерді жояды. Сондықтан ультракүлгін суды зарарсыздандыру сүзгілеу немесе химиялық өңдеу сияқты басқа тазалау әдістерімен жиі қолданылады.

Ультракүлгін сәулелерді зарарсыздандыру – судағы микроорганизмдерді өлтіру немесе инактивациялау үшін ультракүлгін сәулені қолданатын физикалық процесс. Ол зиянды микроорганизмдерді тиімді жояды, бірақ судан басқа қоспаларды кетірмейді.

Суда ультракүлгін стерилизацияның тиімділігі

Суда ультракүлгін стерилизацияның тиімділігі тұрақты зерттеулер мен пікірталастардың тақырыбы болып табылады. Көптеген зерттеулер ультракүлгін сәулелермен зарарсыздандыру судағы зиянды микроорганизмдерді тиімді түрде азайта алатынын көрсетті. Мысалы, Journal of Water and Health журналында жарияланған және басып шығарылған зерттеу ультракүлгін стерилизацияның жалпы колиформдардың деңгейін төмендететінін және E. coli судағы 99,99%. Қолданбалы микробиология журналында жарияланған тағы бір зерттеу ультракүлгін сумен дезинфекциялау Cryptosporidium ооцисталарының 99,99%-ын белсендірмейтінін анықтады.

Дегенмен, УК стерилизациясының тиімділігі бірнеше факторларға байланысты өзгеруі мүмкін. Маңызды факторлардың бірі - УК сәулесінің қарқындылығы. Қарқындылық неғұрлым жоғары болса, зарарсыздандыру процесі соғұрлым тиімді болады. Дегенмен, жоғары қарқындылық жүйенің құнын да арттырады.

Тағы бір маңызды фактор - судағы микроорганизмдердің түрі. Кейбір микроорганизмдер, мысалы, Cryptosporidium ооцисталары, басқаларға қарағанда, ультракүлгін сәулеленуге төзімдірек.

Сонымен қатар, ультракүлгін сәулемен зарарсыздандырудың тиімділігіне судағы тоқтатылған қатты заттар немесе еріген минералдар сияқты басқа заттардың болуы әсер етуі мүмкін. Бұл заттар ультракүлгін сәулені жұтып немесе шашыратып, оның тиімділігін төмендетеді.

Сондай-ақ, ультракүлгін стерилизация суды барлық ластаушы заттардан тазарту үшін қолданылатын әдіс емес екенін атап өткен жөн. Ультракүлгін сәулелермен зарарсыздандыру микроорганизмдерді тиімді түрде жояды, бірақ судан ауыр металдар, химиялық заттар немесе еріген минералдар сияқты басқа қоспаларды кетірмейді.

Сондықтан ультракүлгін стерилизация сүзу немесе химиялық өңдеу сияқты басқа тазалау әдістерімен жиі қолданылады.

Көптеген зерттеулер ультракүлгін стерилизация судағы зиянды микроорганизмдердің деңгейін төмендетуде жоғары тиімді болатынын көрсеткенімен, тиімділік бірнеше факторларға байланысты өзгеруі мүмкін, мысалы:

·  УК қарқындылығы

·  Микроорганизм түрі

·  Суда басқа заттардың болуы

·  Экспозиция уақыты

УК стерилизациясының шектеулері

УК стерилизациясы суды тазарту үшін кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады, бірақ оның кейбір шектеулері бар, оларды ескеру қажет. УК стерилизациясының кейбір негізгі шектеулеріне мыналар жатады:

УК қарқындылығы

УК стерилизациясының тиімділігі УК сәулесінің қарқындылығына тікелей байланысты. Қарқындылық неғұрлым жоғары болса, зарарсыздандыру процесі соғұрлым тиімді болады. Дегенмен, жоғары қарқынды УК жүйелерін сатып алу және пайдалану қымбат болуы мүмкін.

Ультракүлгін сәулелену қарқындылығы ультракүлгін стерилизацияның тиімділігіне әсер ететін негізгі фактор болып табылады. Ультракүлгін сәуленің қарқындылығы шаршы сантиметрге микроваттпен өлшенеді (μВт/см²) және ультракүлгін сәуленің микроорганизмдерді инактивациялау қабілетіне тікелей байланысты.

Жоғары қарқынды ультракүлгін жарық диодты модулі әдетте микроорганизмдердің жоғары деңгейі немесе судың бұлыңғырлығы жоғары қолданбалар үшін қажет. Бұл жүйелерді сатып алу және пайдалану қымбат болуы мүмкін, бұл қажетті ультракүлгін қарқындылығын өндіру үшін үлкенірек ультракүлгін шамды және қуатты балластты қажет етеді.

Екінші жағынан, төмен қарқынды УК жүйелері суда микроорганизмдердің деңгейі төмен немесе салыстырмалы түрде мөлдір болатын қолданбалар үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл жүйелер арзанырақ және кішірек талап етеді UV бастау модулі және аз қуатты балласт.

Дегенмен, тек ультракүлгін сәулелі модуль УК стерилизациясының тиімділігіне әсер ететін жалғыз фактор емес екенін ескеру маңызды. Судағы микроорганизмнің түрі, судың температурасы және басқа заттардың болуы сияқты басқа факторлар да зарарсыздандыру процесінің тиімділігіне әсер етуі мүмкін.

Микроорганизмдерге төзімділік

Кейбір микроорганизмдер, мысалы, Cryptosporidium ооцисталары, басқаларға қарағанда, ультракүлгін сәулеленуге төзімдірек. Бұл ультракүлгін суды зарарсыздандыру судан микроорганизмдердің белгілі бір түрлерін тиімді түрде жоя алмауы мүмкін дегенді білдіреді.

Микроорганизмдерге төзімділік УК стерилизациясының шектеулерінің бірі болып табылады. Кейбір микроорганизмдер, мысалы, Cryptosporidium ооцисталары, басқаларға қарағанда, ультракүлгін сәулеленуге төзімдірек. Бұл ультракүлгін сәулелерді зарарсыздандыру микроорганизмдердің кейбір түрлерін судан тиімді түрде жоя алмауы мүмкін дегенді білдіреді.

Кейбір микроорганизмдердің ультракүлгін стерилизацияға төзімділігінің себептерінің бірі олардың сыртқы қорғаныс қабаты болып табылады. Мысалы, Cryptosporidium ооцисті микроорганизмнің генетикалық материалын ультракүлгін сәулелермен басқарылатын модульдерден қорғайтын қалың қабырғаға ие, бұл оларды инактивациялауды қиындатады.

Тағы бір себеп, кейбір микроорганизмдер өздерінің генетикалық материалдарын ультракүлгін сәулемен зақымданғаннан кейін қалпына келтіре алады, бұл оларға зарарсыздандыру процесінде аман қалуға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, микроорганизмдердің ультракүлгін стерилизацияға төзімділігін суда еріген минералдар немесе органикалық заттар сияқты басқа заттардың болуы арқылы да арттыруға болады. Бұл заттар ультракүлгін сәулені жұтып немесе шашыратып, оның тиімділігін төмендетеді және микроорганизмдер үшін қорғаныс әсерін қамтамасыз етеді.

Қолдану маңызды UV басты құрастырушылары жоғары қарқындылықпен, ұзағырақ экспозиция уақытымен немесе УК және басқа тазалау әдістерінің комбинациясымен. Сонымен қатар, судың сапасын үнемі қадағалап, суда белгілі бір микроорганизмдердің бар-жоғын сынап, емдеуді сәйкесінше реттеу маңызды.

Судың сапасы

УК стерилизациясының тиімділігіне өңделетін судың сапасы әсер етуі мүмкін. Судағы қалқымалы қатты заттар, еріген минералдар және басқа заттар ультракүлгін сәулені сіңіріп немесе шашыратып, оның тиімділігін төмендетеді. Сондықтан мұндай қоспаларды кетіру үшін ультракүлгін стерилизациядан бұрын суды алдын ала өңдеу керек.

Судың сапасы ультракүлгін стерилизацияның тиімділігіне әсер ететін негізгі факторлардың бірі болып табылады. Тазартылған судың сапасы микроорганизмдерді инактивациялау үшін ультракүлгін сәулелі модульдерге айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Судың сапасының ультракүлгін суды залалсыздандыруға әсер етуінің негізгі әдістерінің бірі суда суспензия немесе еріген минералдардың болуы болып табылады. Бұл заттар ультракүлгін сәулені жұтып немесе шашыратып, оның тиімділігін төмендетеді. Қалқымалы қатты заттар микроағзаларды ультракүлгін сәулелерден физикалық түрде қорғай алады, бұл зарарсыздандыру процесінің тиімділігін төмендетеді.

Ақырында, балдырлар, гумин және фульвоқышқылдар және еріген органикалық заттар сияқты судағы органикалық заттар да ультракүлгін сәулелерді сіңіріп, зарарсыздандыру процесінің тиімділігін төмендетеді.

Жету

Ультракүлгін стерилизация жүйелері оңтайлы жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін тұрақты техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Бұған ультракүлгін шамдарды тазалау, олардың қызмет ету мерзімі аяқталғанда ауыстыру және су ағыны мен температурасын бақылау кіреді.

Техникалық қызмет көрсету УК стерилизациясының маңызды аспектісі болып табылады. Ультракүлгін стерилизация жүйелері оңтайлы жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін тұрақты техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Техникалық қызмет көрсетуді елемеу зарарсыздандыру процесінің тиімділігін төмендетуі мүмкін және уақыт өте келе жүйеге зақым келтіруі мүмкін.

УК зарарсыздандыру жүйелерінде орындалуы қажет негізгі техникалық қызмет көрсету тапсырмаларының кейбірі мыналарды қамтиды:

Ультракүлгін шамдарды тазалау

Кез келген ластануды немесе басқа ластаушы заттарды кетіру үшін ультракүлгін шамдарды үнемі тазалау керек. Мұны шамдарды таза, құрғақ шүберекпен сүрту арқылы жасауға болады.

Ультракүлгін шамдарды ауыстыру

Ультракүлгін сәулелі модульдің қызмет ету мерзімі шектеулі және оны мерзімді түрде ауыстырып отыру керек. Шамдардың қызмет ету мерзімі шамның түріне және пайдалану қарқындылығына байланысты болады.

Судың ағыны мен температурасын бақылау

Жүйенің ұсынылған параметрлерде жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін су ағыны мен температурасын жүйелі түрде бақылап отыру керек. Мұны шығын өлшегіштері мен температура сенсорлары арқылы жасауға болады.

Суды сынау

Жүйенің микроағзаларды белсенді түрде инактивациялауын қамтамасыз ету үшін суды жүйелі түрде тексеру керек. Мұны судың сапасын тексеру жиынтықтары арқылы немесе үлгілерді талдау үшін зертханаға жіберу арқылы жасауға болады.

Жүйені тексеру

Жүйені кез келген зақымдану немесе тозу үшін жүйелі түрде тексеріп отыру керек. Бұл жүйенің тиімділігіне әсер етуі мүмкін ағып кетулерді, жарықтарды немесе басқа мәселелерді тексеруді қамтуы мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету кестесі бойынша өндірушінің ұсыныстарын орындау маңызды. Техникалық қызмет көрсетуді елемеу зарарсыздандыру процесінің тиімділігін төмендетуі мүмкін және уақыт өте келе жүйеге зақым келтіруі мүмкін.

Доза

УК стерилизациясы микроорганизмдерді инактивациялау үшін ультракүлгін сәуленің белгілі бір дозасын қажет етеді; егер доза сәйкес болмаса немесе микроорганизмдер төзімді болса, жүйе тиімді болмауы мүмкін.

Бағасы

УК зарарсыздандыру жүйелерін сатып алу және орнату қымбат болуы мүмкін, әсіресе жоғары қарқынды жүйелер қажет болса. Бұл кейбір ұйымдар немесе қауымдастықтар үшін ультракүлгін сәулеленуді стерилизациялаудың қол жетімділігін азайтады.

Орналасуы

Ультракүлгін стерилизация жүйелері электр қуатын қажет етеді және қашықтағы немесе желіден тыс жерлерде орнату практикалық немесе мүмкін болмауы мүмкін. Бұл белгілі бір қауымдастықтар немесе ұйымдар үшін ультракүлгін стерилизацияның қолжетімділігін шектей алады.

Ультракүлгін сәулесін сіңіретін қоспалар

Балдырлар, гумин және фульво қышқылдары, еріген органикалық заттар және кейбір минералдар сияқты кейбір қоспалар ультракүлгін сәулені сіңіріп, зарарсыздандыру процесінің тиімділігін төмендетеді.

Үздіксіз ағын

Ультракүлгін стерилизация жүйелері әдетте тиімді болуы үшін судың тұрақты ағынына сүйенеді. Бұл дегеніміз, егер су ағыны үзілсе, жүйе суды зарарсыздандыруға қабілетсіз болады.

Қосымша өнімдер

Ультракүлгін сәулелерді өндірушілер дұрыс өңделмеген жағдайда қоршаған ортаға зиян тигізетін хлор диоксиді және гидроксил радикалдары сияқты өнімдерді жасай алады.

УК-А және УК-В

Ультракүлгін стерилизация жүйелері әдетте микроорганизмдерді өлтіруде ең тиімді УК-С сәулесін пайдаланады. Микроорганизмдерді өлтіруде тиімділігі аз УК-А және УК-В сәулелерін кейбір УК-сәулелі модульдер де шығаруы мүмкін. Бұл зарарсыздандыру процесінің жалпы тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Сонымен қатар, УК стерилизациясы суды тазартудың тиімді әдісі болып табылады, бірақ оның кейбір шектеулері бар. Оларға жоғары қарқынды УК жүйелеріне қажеттілік, микроорганизмдерге төзімділік потенциалы, су сапасының әсері, тұрақты техникалық қызмет көрсету қажеттілігі, талап етілетін доза және жүйенің құны жатады. Бұл шектеулерді суды тазарту әдісі ретінде ультракүлгін стерилизацияны қолдану-пайдалану туралы шешім қабылдағанда ескеру қажет.

Қорытынды және келешек ойлар

Ультракүлгін стерилизация суды тазарту үшін кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады және ол судағы зиянды микроорганизмдердің деңгейін төмендетуде тиімді. Дегенмен, оның да ескеру қажет кейбір шектеулері бар. Бұл шектеулерге жоғары қарқынды ультракүлгін жарық диодты өндірушілердің қажеттілігі, микроорганизмдерге төзімділік әлеуеті, су сапасының әсері, тұрақты техникалық қызмет көрсету қажеттілігі, талап етілетін доза және жүйенің құны кіреді.

Ультракүлгін стерилизацияны сүзу немесе химиялық өңдеу сияқты басқа тазарту әдістерімен бірге пайдалану өте маңызды. Бұл судағы қоспалардың басқа түрлерін кетіруге және зарарсыздандыру процесінің жалпы тиімділігін арттыруға көмектеседі.

Сонымен қатар, ультракүлгін суды залалсыздандыру технологиясы бойынша зерттеулер мен әзірлемелер жалғасуда және UV-C LED жүйелері және суды алдын ала тазартудың озық әдістері сияқты жаңа нәтижелер болашақта тиімділікті арттырады және жүйелердің құнын төмендетеді деп күтілуде.

Ақырында, ультракүлгін суды зарарсыздандыру суды тазартудың тиімді әдісі болып табылады, бірақ оның кейбір шектеулері бар. Бұл саладағы болашақ зерттеулер мен әзірлемелер жүйенің тиімділігін арттырып, құнын төмендетеді, бұл оларды қауымдастықтар мен ұйымдар үшін қолжетімді етеді деп күтілуде.